帶貫通電極的配線基板、其制造方法以及半導體裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及帶貫通電極的配線基板、其制造方法以及半導體裝置，該帶貫通電極的配線基板例如是具有貫通電極的玻璃的配線基板，詳細地說，能夠作為中介層(interposer)使用，形成與玻璃具有緊貼力的配線，在貫通電極中無空隙、可靠性高，且電氣特性也優(yōu)異。
【背景技術】
[0002]利用晶圓工藝制造的各種存儲器、CMOS(互補型金屬氧化膜半導體)、CPU(中央運算處理裝置)等半導體元件具有電連接用的端子。在該連接用端子的間距、和應與半導體元件電連接的印刷基板側的連接部的間距之間，通常其尺度存在數(shù)倍乃至數(shù)十倍的差異。因此，在對半導體元件和印刷基板進行電連接的情況下，使用稱為中介層的、用于進行間距變換的中介用基板(半導體元件安裝用基板)。在該中介層的一個面安裝半導體元件，在另一個面或者基板的周邊進行與印刷基板的連接。
[0003]作為用于將半導體元件向印刷板安裝的中介層，迄今為止使用有機基板或有機層積基板。然而，針對近來以智能手機為代表的迅速發(fā)展的電子儀器的高性能化，將半導體元件在縱向上進行層疊、或者將諸如存儲器及邏輯器件這些不同的半導體元件排列并安裝于同一基板上的3維安裝技術或2.5維安裝技術的開發(fā)正在變得不可或缺?？梢韵氲酵ㄟ^這些技術的開發(fā)，能夠實現(xiàn)電子儀器類的進一步高速化、大電容化、低耗電化等，但與半導體元件的高密度化相伴，還要求在中介層中制造更微細的配線。
[0004]然而，在使用現(xiàn)有的有機材料的基板中，存在下述問題，S卩，由于樹脂的吸濕及溫度造成的伸縮較大，難以形成與尺度相匹配的微細配線。
[0005]因此，近年來，在基材中使用硅或玻璃的中介層的開發(fā)受到極大關注。由于幾乎不受到在使用有機基板時成為問題的吸濕及伸縮的影響，因此有利于形成微細配線。另外，由于具有較高的加工性，因此能夠在內(nèi)部開設出微細的貫通孔，形成利用導電性物質填充該孔而制成的、稱為 TSV(Through — Silicon Via)或 TGV(Through — Glass Via)的貫通電極。由于該貫通電極能夠將配線長度縮短而將基板的正反面的配線彼此以最短距離進行連接，因此能夠實現(xiàn)信號傳送速度的高速化等優(yōu)異的電氣特性。并且，由于是在內(nèi)部形成配線的構造，因此是在電子器件的小型化及高密度化方面也有效的安裝方法，通過采用貫通電極能夠實現(xiàn)多管腳并聯(lián)連接，不需要使LSI自身高速化，因此能夠實現(xiàn)低耗電化等，具有諸多優(yōu)點。
[0006]如果對兩者進行比較，則硅中介層與玻璃中介層相比能夠實現(xiàn)微細化，另外配線及TSV形成工藝已建立，另一方面，具有下述明顯缺點:由于僅能處理圓硅晶圓，因此晶圓周邊部不能使用；以及由于不能以大型尺寸進行集中生產(chǎn)，因此成本增高?；谠撊秉c，在玻璃中介層中，由于能夠進行大型面板的大量處理，另外還可以想到卷對卷(roll-to-roll)方式的生產(chǎn)方法，因此能夠實現(xiàn)大幅度的成本降低。另外，不同于利用放電或激光等而使發(fā)生貫穿的TGV，由于TSV通過氣體蝕刻而進行開孔，因此加工時間變長、以及包含將晶圓切削得較薄的工序等也成為成本升高的主要原因。
[0007]并且，在電氣特性方面，由于玻璃中介層的基板自身不同于硅中介層為絕緣體，因此即使在高速電路中也不存在產(chǎn)生寄生元件的問題，電氣特性更優(yōu)異。如果原本就在基板中使用玻璃，則本身不需要形成絕緣膜的工序，因此絕緣可靠性提高，還能夠縮短工序。
[0008]如上所述，作為能夠以低成本制作中介層的玻璃，雖然存在明顯缺點:形成微細的配線的工藝尚未建立，另外，正在成為配線材料的主流的銅相對于玻璃不緊貼，因此為了在基板上形成配線，需要對表面進行特殊的處理。并且，由于TGV的形成需要貫通孔填充的工序，因此會產(chǎn)生空隙，可靠性存在很大問題。
[0009]例如，在引用文獻1等中提出了使用玻璃中介層而能夠實現(xiàn)高密度安裝的方法。但是，在引用文獻1的技術中，雖然使用與現(xiàn)有的有機樹脂相比形成了較微細的銅配線的玻璃中介層，但是由于沒有與配線的形成方法相關的詳細記述，因此欠缺可靠性。
[0010]另外，在專利文獻2等中提出了使用無電解鍍敷，不粗糙地在玻璃上形成金屬膜的方法，但如果為了能夠在配線中使用而將鍍敷膜加厚，則由于緊貼力不足而存在容易剝離的問題。
[0011]專利文獻1:日本特開2003 - 249606號公報
[0012]專利文獻2:日本特開平10 - 209584號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明就是為了解決上述課題而提出的，提供一種配線基板及其制造方法以及半導體裝置，該配線基板能夠作為中介層使用，通過在玻璃基板的內(nèi)部填埋第一層配線層，從而使緊貼力大幅度提高，并且在TGV的形成過程中通過使用電解鍍敷而利用層積法僅對貫通電極部選擇性地進行填埋，從而防止產(chǎn)生空隙，因此可靠性高。
[0014]技術方案1所涉及的發(fā)明是帶貫通電極的配線基板，該帶貫通電極的配線基板是基材為玻璃、在其內(nèi)部具有貫通電極的多層構造，其特征在于，所述基材的正反面的第一層配線層和所述貫通電極形成于玻璃內(nèi)部。
[0015]技術方案2所涉及的發(fā)明的特征在于，在技術方案1的帶貫通電極的配線基板中，貫通電極部分的主要材料是Cu、Ag、Au、N1、Pt、Pd、Ru、Fe或者含有這些金屬的化合物中的某一種。
[0016]技術方案3所涉及的發(fā)明是一種帶貫通電極的配線基板的制造方法，其特征在于，具有下述工序:在玻璃內(nèi)部形成第一層配線和成為支承貫通電極的焊盤的部分；僅在所述玻璃的正面形成金屬層；從背面的支承所述貫通電極的焊盤起，僅在成為正面的該焊盤的部分的所述玻璃處，形成貫通孔；利用導電性物質對所述貫通孔進行填埋；在所述背面形成金屬層；以及對所述玻璃的正反面的所述金屬層進行研磨，直至玻璃面露出為止。
[0017]技術方案4所涉及的發(fā)明的特征在于，在技術方案3的帶貫通電極的配線基板的制造方法中，利用導電性物質對配線基板的貫通孔進行填埋的工序，通過電解鍍敷法，利用層積法僅對貫通孔的內(nèi)部選擇性地進行填埋。
[0018]技術方案5所涉及的發(fā)明的特征在于，在技術方案3或4的帶貫通電極的配線基板的制造方法中，貫通電極部分的主要材料是Cu、Ag、Au、N1、Pt、Pd、Ru、Fe或者含有這些金屬的化合物中的某一種。
[0019]技術方案6所涉及的發(fā)明的特征在于，使用技術方案1記載的帶貫通電極的配線基板，在其板面最上層部搭載有半導體元件而構成半導體裝置。
[0020]發(fā)明的效果
[0021]根據(jù)本發(fā)明的帶貫通電極的配線基板，即使是基材使用了玻璃的配線基板，也能夠簡單地制作配線的緊貼力大、另外在貫通電極部中無空隙的、可靠性高的配線基板。
[0022]S卩，根據(jù)本發(fā)明的帶貫通電極的配線基板，通過在正反面在玻璃內(nèi)均加工出配線及焊盤的部分后，利用金屬層進行填埋，從而成為第一層配線層嵌入內(nèi)部的形態(tài)，能夠使緊貼力大幅度提高，并且，由于配線的除了正面以外的所有的面與玻璃緊貼，因此即使沒有前處理，也具有高緊貼性，操作時的可靠性提高。
[0023]另外，根據(jù)本發(fā)明的制造方法，在TGV的形成方法中使用盲孔填充，并且是能夠進行電解鍍敷，而無需使晶種層在孔內(nèi)形成的構造。通過形成于單面的金屬層，晶種層僅存在于孔底部，因此如果進行電解鍍敷，則能夠利用層積法，使鍍層從孔底析出，在開口部處不會使鍍層的析出集中而能夠進行填充，能夠簡單地形成無空隙的TGV，實現(xiàn)高可靠性和優(yōu)異的電氣特性。
[0024]并且，作為貫通電極的主要材料，通過使用Cu、Ag、Au、N1、Pt、Pd、Ru、Fe或者含有這些金屬的化合物中的某一種，從而能夠作為單體或合金而通過鍍敷容易地析出，能夠確保優(yōu)異的電氣